FR2576713A1 - Impedance-matching device for apparatus operating with microwaves - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif d'adaptation d'impédance pour appareil fonctionnant en ondes hyperfréquences
La présente invention se rapporte à un dispositif d'adaptation d'impédance destiné à équiper un appareil électronique fonctionnant en ondes hyperfréquences tel que par exemple un oscillateur hyperfréquences, un multiplicateur de fréquence, ou un amplificateur à résistance négative.Impedance matching device for apparatus operating in microwave waves
The present invention relates to an impedance matching device intended to equip an electronic device operating in microwave waves such as for example a microwave oscillator, a frequency multiplier, or a negative resistance amplifier.
La plupart des composants électroniques actifs utilisés actuellement en ondes millimétriques, tels que par exemple des "Diodes Gunn," "Diodes Impatt", "Diodes Snap-off" ou "Varactor", etc..., présen- tent, pour un même type de composant, des disparités d'impédances non négligeables d'une série de fabrication à l'autre. Most of the active electronic components currently used in millimeter waves, such as for example "Gunn Diodes," "Impatt Diodes", "Snap-off Diodes" or "Varactor", etc., present, for the same type of component, significant impedance disparities from one manufacturing series to another.
L'utilisateur qui met en oeuvre ces composants dans des matériels de série se trouve alors confronté à de sérieux problèmes lorsque les caractéristiques électriques, en particulier d'impédance, des composants livrés en dernier par le constructeur ne correspondent plus à celles des lots précédents. The user who implements these components in serial equipment is then faced with serious problems when the electrical characteristics, in particular of impedance, of the components delivered last by the manufacturer no longer correspond to those of the preceding batches.
Un moyen connu pour résoudre ce genre de problème consiste à insérer, entre le dispositif actif, tel qu'un amplificateur à résistance négative, et sa charge, tel qu'un circulateur, un dispositif dladapta- tion d'impédance comportant un tronçon supplémentaire de guide d'onde équipé classiquement de vis de réglage traversant sa paroi, de manière à ramener, sur ledit dispositif actif, la susceptance adéquate permettant son fonctionnement correct. One known means for solving this kind of problem consists in inserting, between the active device, such as a negative resistance amplifier, and its load, such as a circulator, an impedance matching device comprising an additional section of waveguide conventionally equipped with adjustment screws passing through its wall, so as to bring back, on said active device, the appropriate susceptance allowing its correct operation.
Ce genre de dispositif connu d'adaptation d'impédance présente les inconvénients d'etre encombrant, coûteux, de réglage délicat, et peu fiable en cas de chocs ou de vibrations. De plus, lorsque, comme c'est le cas pour la plupart des appareils de série, l'implantation mécanique du matériel est figée, il s'avère difficile, voire même impossible, d'in- troduire un tel dispositif de réglage sans revoir pratiquement toute l'implantation mécanique, ce qui sur le plan pratique est en général inconcevable. This type of known impedance matching device has the drawbacks of being bulky, expensive, of delicate adjustment, and unreliable in the event of shocks or vibrations. In addition, when, as is the case for most series devices, the mechanical layout of the equipment is frozen, it proves difficult, even impossible, to introduce such an adjustment device without reviewing practically the entire mechanical layout, which in practical terms is generally inconceivable.
Le dispositif d'adaptation d'impédance pour appareil électronique actif fonctionnant en ondes hyperfrequeneesp eonforse à l'i-nvontion, permet de réaliser ladite adaptation d'iEpédance par des moyens simples et efficaces, ne présentant pas les inconvénients ci-dessus mentionnés des dispositifs de l'art antérieur. The impedance adaptation device for active electronic device operating in hyperfrequeneesp waves eonforse to i-nvontion, allows to carry out said adaptation of iEpedance by simple and effective means, not having the above-mentioned drawbacks of the of the prior art.
Il est comme c'est le cas pour les dispositifs classiques ci-dessus mentionnés, constitué par un adaptateur destiné à être inséré entre la sortie de l'appareil électronique actif et sa charge, et il est caractérisé en ce que ledit adaptateur est constitué par au moins une cale mince d'entretoisement comportant une ouverture en forme de fenêtre oblongue de petite hauteur inférieure à celle de l'ouverture du dispositif adjacent placé en sortie dudit appareil électronique actif, ladite cale mince étant placée substantiellement orthogonalement à l'axe longitudinal de ladite ouverture adjacente du dispositif de sortie de manière à ce que ladite ouverture oblongue soit au moins partiellement superposable à celle-ci, et en ce qu'il est équipé de moyens de réglage de l'iris variable ainsi formé par rotation de ladite cale mince, ainsi que de moyens de blocage en position de ladite cale mince une fois ladite rotation effectuée. It is, as is the case for the conventional devices mentioned above, constituted by an adapter intended to be inserted between the output of the active electronic device and its load, and it is characterized in that said adapter consists of at least one thin spacer block having an oblong window-shaped opening of small height less than that of the opening of the adjacent device placed at the outlet of said active electronic device, said thin block being placed substantially orthogonally to the longitudinal axis of said adjacent opening of the outlet device so that said oblong opening is at least partially superimposed thereon, and in that it is equipped with means for adjusting the variable iris thus formed by rotation of said thin wedge , as well as locking means in position of said thin wedge after said rotation.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la -figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée d'un appareil d'amplification en ondes hyperfréquences équipé du dispositif d'adaptation de l'invention, - la figure 2 est une vue latérale schématique avec arrachement partiel, du dispositif d'adaptation de la figure 1 après assemblage de celui-ci, - la figure 3 est une vue en coupe, selon la ligne III-III de la figure 2, du dispositif d'adaptation de l'invention. The invention will be better understood using the following description of an exemplary embodiment, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic exploded perspective view of an amplification device in waves microwave equipped with the adapter device of the invention, - Figure 2 is a schematic side view with partial cutaway, of the adapter device of Figure 1 after assembly thereof, - Figure 3 is a sectional view , along line III-III of Figure 2, of the adaptation device of the invention.
En se référant tout d'abord à la figure 1, on- a désigné par la référence 1 un appareil électronique actif qui est dans cet exemple un amplificateur hyperfréquence (40 0Hz par exemple) à diode GUNN, mais qui pourrait etre un appareil d'un autre type, tel que par exemple un générateur d'ondes millimètriques tel que décrit dans le brevet FR-A-2.541.536 de la Demanderesse.De manière très classique, l'amplificateur 1 est destiné à etre fermé à sa partie amont par une pièce métallique pleine 2 formant cale de court-circuit, et à être connecté à sa partie aval à une charge, ou dispositif de sortie, constitué ici par un circulateur clas sique 3, dont on distingue sur le dessin l'ouverture rectangulaire 4 vers l'amplificateur 1 et l'ouverture rectangulaire 5 de sortie du signal amplifié, l'ouverture d'entrée du signal à amplifier étant située sur la face, non apparente sur le dessin, située en regard de celle comportant 11 ouverture 5.On distingue encore sur la figure 1 la section rectangulaire 6 de la cavité resonnante de l'amplificateur 1, ainsi que la borne 7 d'entrée de la polarisation de la diode à avalanche équipant ledit amplificateur, dont le montage est par exemple tel que décrit en détails pour la diode à avalanche équipant l'appareil selon le brevet FR-A-2.541.536 précité. Referring first to FIG. 1, we have designated by reference 1 an active electronic device which in this example is a microwave amplifier (40 Hz for example) with GUNN diode, but which could be a device for another type, such as for example a millimeter wave generator as described in patent FR-A-2,541,536 of the Applicant. In a very conventional manner, the amplifier 1 is intended to be closed at its upstream part by a solid metal part 2 forming a short-circuit shim, and to be connected at its downstream part to a load, or output device, constituted here by a conventional circulator 3, the rectangular opening 4 of which can be distinguished in the drawing the amplifier 1 and the rectangular opening 5 for output of the amplified signal, the input opening of the signal to be amplified being located on the face, not visible in the drawing, located opposite that comprising 11 apertures 5. again in figure 1 the rectangular section re 6 of the resonant cavity of the amplifier 1, as well as the input terminal 7 of the polarization of the avalanche diode equipping said amplifier, the mounting of which is for example as described in detail for the avalanche diode equipping l device according to the aforementioned patent FR-A-2,541,536.
Conformément à l'invention, et comme on le voit également sur les figures 2 et 3 auxquelles ou se référera maintenant également, une cale circulaire mince 8, d'épaisseur pratiqueuent négligeable, par exemple de l'ordre de 0,2 mm ou plus généralement de l'ordre de un à quelques dizièmes de millimètres, est insérée entre l'ouverture de sortie 9 de l'amplificateur 1 et l'ouverture d'entrée 4 du circulateur 3. Cette cale mince d'entretoisement 8 est percée en son centre d'une ouverture ree- tangulaire 10, formant fenêtre de dimenslons (petite hauteur h et grande largeur L) inférieures à celles correspondantes de l'ouverture reotangu- laire d'entrée 4 du circulateur 3.Les trois ouvertures rectangulaires 9, 10, et 4 sont coaxiales de manière à astre superposées après assemblage, comme on le voit en particulier sur la figure 2. L'ouverture 10 de la cale 8 forme done un iris de transition entre la sortie 9 de l'amplificateur 1 et l'entrée 4 de sa charge 3. In accordance with the invention, and as can also be seen in FIGS. 2 and 3 to which or will now also refer, a thin circular shim 8, of practically negligible thickness, for example of the order of 0.2 mm or more generally of the order of one to a few tenths of a millimeter, is inserted between the outlet opening 9 of the amplifier 1 and the inlet opening 4 of the circulator 3. This thin spacer block 8 is pierced with sound center of a rectangular opening 10, forming a window of dimensions (small height h and large width L) smaller than those corresponding to the rectangular opening opening 4 of the circulator 3. The three rectangular openings 9, 10, and 4 are coaxial so as to be superimposed after assembly, as seen in particular in FIG. 2. The opening 10 of the wedge 8 therefore forms a transition iris between the output 9 of the amplifier 1 and the input 4 of his charge 3.
Par ailleurs, la cale 8 est percée de quatre trous oblongs il alignés, partiellement circulaires et dans ce cas pratiquement en quart de cercle chacun, destinés à permettre, par rotation de la cale 8 autour de l'axe longitudinal 12 de l'ensemble, un réglage de la position en rotation, dans le plan vertical, de la fenêtre 10. Au cours de cette rotation, l'ouverture rectangulaire initiale se tranforme progressivement, comme on le voit sur la figure 3 où la surface effective S de l'iris variable ainsi formé a été hachurée, en une surface rectangulaire plus ou moins tronquée, en passant par une infinité d'états intermédiaires aussi bien en inductance (variation de l'écart moyen entre petits eôte3 'e l'ouverture) qu'en capacitance (variation de l'écart moyen entre grands côtés de l'ouverture). Furthermore, the wedge 8 is pierced by four oblong holes which are aligned, partially circular and in this case practically in a quarter of a circle each, intended to allow, by rotation of the wedge 8 around the longitudinal axis 12 of the assembly, an adjustment of the position in rotation, in the vertical plane, of the window 10. During this rotation, the initial rectangular opening gradually transforms, as can be seen in FIG. 3 where the effective surface S of the iris variable thus formed has been hatched, in a rectangular surface more or less truncated, passing through an infinity of intermediate states as well in inductance (variation of the average difference between small eôte3 'at the opening) as in capacitance ( variation of the mean distance between the long sides of the opening).
On a ainsi réalisé, physiquement et électriquement, un iris variable et ajustable permettant de ramener sur le dispositif actif 1, la susceptance adéquate permettant, selon la diode GUNN 13 utilisée dans celui-ci considérée individuellement, son fonctionnement correct. There was thus produced, physically and electrically, a variable and adjustable iris making it possible to bring back to the active device 1, the adequate susceptance allowing, according to the GUNN diode 13 used in the latter considered individually, its correct operation.
Comme on le voit sur les dessins, les quatre pièces 2, 1, 8, et 3 sont empilées les unes derrière les autres dans l'ordre (2-1-8-3), puis fixées à l'aide des quatre vis communes 14, classiquement destinées à cet effet et placées sur le cercle portant les quatre trous oblongs 11. As seen in the drawings, the four parts 2, 1, 8, and 3 are stacked one behind the other in order (2-1-8-3), then fixed using the four common screws 14, conventionally intended for this purpose and placed on the circle carrying the four oblong holes 11.
En conséquence, les pièces 1 et 2 sont bien entendu percées de trous 22, 21 et la pièce 3 de trous taraudés 23. On remarquera bien entendu que la cale 8, étant d'épaisseur négligeable, peut être intercalée dans le dispositif sans qu'aucune modification de son implantation mécanique ne soit nécessairs. Consequently, the parts 1 and 2 are of course pierced with holes 22, 21 and the part 3 with tapped holes 23. It will of course be noted that the wedge 8, being of negligible thickness, can be interposed in the device without no modification of its mechanical layout is necessary.
La mise au point-du dispositif de l'invention s'effectue de la façon suivante :
La diode "GUNN" 13, ou autre composant électronique actif, ayant été installée préalablement dans l'amplificateur hyperfréquences 1, on procède au montage mécanique de l'ensemble, mais sans serrer fortement les quatre vis 14, de manière à permettre la rotation avec friction de la cale circulaire 8. On alimente électriquement le dispositif, puis on fait pivoter lentement et progressivement la cale "IRISE 8, autour des quatre axes fixes constitués par les vis de fixation 14, grâce aux trous oblongs 11 prévus à cet effet sur ladite cale 8. Dès que le point électrique de fonctionnement correct de l'amplificateur 1 est trouvé, ou bloque l'ensemble en position en serrant fortement les quatre vis de fixation 14, qui peuvent être de tiges de grand diamètre, par exemple 5 mm.La cale "IRISn 8 présente alors définitivement la susceptance adéquate permettant le fonctionnement optimal de l'amplifica- teur nGUNN" 1.The device of the invention is developed as follows:
The "GUNN" diode 13, or other active electronic component, having been previously installed in the microwave amplifier 1, the assembly is mechanically mounted, but without tightening the four screws 14 tightly, so as to allow rotation with friction of the circular shim 8. The device is electrically powered, then the shim "IRISE 8" is pivoted slowly and gradually, around the four fixed axes constituted by the fixing screws 14, by virtue of the oblong holes 11 provided for this purpose on said wedge 8. As soon as the correct electrical operating point of the amplifier 1 is found, or blocks the assembly in position by tightening the four fixing screws 14, which can be rods of large diameter, for example 5 mm. The block "IRISn 8 then definitively presents the adequate susceptance allowing the optimal functioning of the amplifier nGUNN" 1.
L'invention n'est bien évidemment pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. Les cales pourraient par exemple être multiples, de fenêtres identiques ou différentes. Les moyens de rotation et de blocage en position de la ou desdites cales pourraientfl être différents par exemple ne comporter que deux ou trois trous oblongs partiellement circulaires et situés sur un même cercle ou sur des cercles concentriques (de même axe), l'implantation des vis de fixation étant alors adaptée en conséquence. La fenêtre de la ou desdites cales pourrait, tout en ayant une forme oblongue, avoir une forme d'ellipse, ou forme analogue. Cette fenêtre pourrait être décalée par rapport à l'axe longitudinal du dispositif, tel que l'axe 12, ses dimensions pourraient être sensiblement égales ou légèrement supérieures à celles de l'ouverture du guide, etc.... The invention is obviously not limited to the embodiment which has just been described. The wedges could for example be multiple, of identical or different windows. The means of rotation and locking in position of said shim (s) could be different, for example comprising only two or three oblong holes which are partially circular and located on the same circle or on concentric circles (of the same axis), the location of the fixing screw then being adapted accordingly. The window of the said wedge or wedges could, while having an oblong shape, have the shape of an ellipse, or similar shape. This window could be offset from the longitudinal axis of the device, such as the axis 12, its dimensions could be substantially equal to or slightly greater than those of the opening of the guide, etc.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8501134A FR2576713B1 (en) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | IMPEDANCE ADAPTATION DEVICE FOR APPARATUS OPERATING IN MICROWAVE WAVES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8501134A FR2576713B1 (en) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | IMPEDANCE ADAPTATION DEVICE FOR APPARATUS OPERATING IN MICROWAVE WAVES |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2576713A1 true FR2576713A1 (en) | 1986-08-01 |
| FR2576713B1 FR2576713B1 (en) | 1987-02-27 |
Family
ID=9315666
Family Applications (1)
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| FR8501134A Expired FR2576713B1 (en) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | IMPEDANCE ADAPTATION DEVICE FOR APPARATUS OPERATING IN MICROWAVE WAVES |
Country Status (1)
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|---|---|
| FR (1) | FR2576713B1 (en) |
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- 1985-01-28 FR FR8501134A patent/FR2576713B1/en not_active Expired
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|---|---|
| FR2576713B1 (en) | 1987-02-27 |
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